Изучение кинетических процессов в твердых растворах полупроводников А3В5 численными методами

• Автор: Черняховский, Леонид Хаимович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 175 c. : ил

0 ГЛАВЛЕ НИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ

2. МЕТОДЫ И МОДЕЛИ ТЕОРИИ ГОРЯЧИХ НОСИТЕЛЕЙ В ТВЕРДЫХ

РАСТВОРАХ

2.1 Введение

2.2. Полуклассическое приближение в теории горячих

электронов

2.3 Решение кинетического уравнения в случае слабых внешних полей

2.4 Методы теории горячих электронов

2.5 Взаимосвязь метода итераций и метрда Монте-Карло

2.6 Структура зоны проводимости твердых растворов полупроводников
А%5

2.7 Механизмы рассеяния электронов в ТРП А%3
3. РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДА МОНТЕ-КАРЛО ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВОЛЬТАМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И НИЗКОПОЛЕВОЙ ПОДВИЖНОСТИ
В ТВЕРДЫХ''РАСТВОРАХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
3.1 Введение
3.2 Алгоритм вычисления ВАХ полупроводников методом Монте-Карло
3.3 Вычисление низкополевой подвижности методом виртуальных электронов
3.4 Пакет программ СПЛАВ для изучения кинетических процессов в твердых растворах методом Монте-Карло '61
4. ВОЛЬТ-АМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОТШЦАТЕЛЬНАЯ ДИ§£ЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ПРОВОДИМОСТЬ В ТВЕРДЫХ РАСТВОРАХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ А3В5
4.1 Введение
4.2 Теоретические и экспериментальные исследования проблемы горячих электронов в твердых растворах А^В3
4.3 Вольт-амперные характеристики твердых растворов
Рах In/ X As и S&y In SS
4.4 Функция распределения горячих электронов в непараболической долине
4.5 Отрицательная дифференциальная проводимость
горячих электронов в непараболической долине
ВЫЧИСЛЕНИЕ НИЗКОПОЛЕВЫХ КИНЕТИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭФФЕКТИВНОГО ВРЕЖ НИ РЕЛАКСАЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ ПРИ РАССЕЯНИИ НА ПОЛЯРНЫХ ОПТИЧЕСКИХ ФОНОНАХ
5.1 Введение
5.2 Температурная зависимость низкополевой подвижности
при рассеянии на ПОФ
5.3 Вычисление НПКК вариационны;-! методом . тр2
5.4 Эффективное время релаксации при рассеянии на полярных оптических фононах
5.5 Пакет программ ПВР для расчета НПКК и анализа соответствующих экспериментальных данных
5.6 Вычисление НПКК с использованием ЭВР
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛА РАССЕЯНИЯ НА СПЛАВЕ ПО НИЗКОПОЛЕВЫМ КИНЕТИЧЕСКИМ КОЭФФИЦИЕНТАМ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ
6.1 Введение
6.2 Определение потенциала PC в SrQxhii-x As по температурной зависимости подвижности и термоэдс
6.3 Влияние PC на низкополевые кинетические коэффициенты
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

I. ВВЕДЕНИЕ
Последнее десятилетие отмечено впечатляющими успехами твердотельной электроники и связанных с ней областей техники [I] . Одним из важнейших факторов, лежащих в основе достижений твердотельной электроники является широкое использование новых полупроводниковых материалов. В первую очередь это относится к полупроводникам группы А%5. Однако подробное изучение физических свойств немного-численных бинарных соединений А В показало, что полезными для использования в СВЧ электронике можно считать только /гйАз и 1пР . В последние годы большие надежды связываются с использованием, твердых растворов полупроводников (ТРП) А'ПЗ3. Практическое освоение одних только тройных ТРП позволит получить огромное разнообразие .материалов с самыми разными физическими свойствами. Интересной и очень важной представляется возможность целенаправленного создания кристаллов с наперед заданными- характеристиками.
Широкое и немедленное использование ТРП А%3 сдерживается рядом обстоятельств. Разработка технологии получения достаточно качественных кристаллов ТРП является очень сложной задачей, требующей для своего решения значительных затрат времени и средств. Поэтому необходимо сосредоточить усилиятехнологовна получении наиболее перспективных составов ТРП, обладающих преимуществами по сравнению с традиционно используемыми материалами. Возникает проблема выявления оптимальных ТРП и оценки их электрофизических возмогшостей. Из-за трудностей, связанных с получением качественных ТРП, систематическое изучение свойств огромного многообразия этих веществ чисто экспериментальным путем нельзя признать перспективным направлением в решении проблемы. В связи с этим становится особенно актуальной необходимость построения количественной теории кинетических свойств ТРП с учетом деталей зонной структуры и механизмов рассеяния. На основе этой теории появится воз-

параболическом законе дисперсии имеем
,/ /Г у М/ ч к [ к к „(О М 1-*?
где суммирование производится по пробегам. Окончательно получаем Удр(Е)- 2 (^к~£н') (3.2.3)
(индекс I опущен, £ и - компоненты квазиимпульса в используемой системе координат). Для средней энергии имеем
иС-О] ■
При кейновском законе дисперсии скорость дрейфа

|/ _ к v г‘ ^ к„ (О v
^“Т?4 m*(1+227)

ем--il —}Sél- ']■
После вычисления интеграла рабочая формула оказывается совпадающей с (3.2.3). Для средней энергии электрона при кейновском законе дисперсии г,
<£>*4-Z/£ff)rt (3.2.4)
/ / о
окончательное выражение получается слишком сложным. Поэтому (3.2.*0 целесообразнее вычислять численным интегрированием по квадратурной формуле Гаусса [55].
Заселенность долин можно вычислить, зная полное время нахождения электронов в каждой долине. Средние (по долинам) скорости дрейфа и энергии при известных заселенностях долин рассчитываются очевидным образом.